Máy bay không người lái hỗ trợ robot – tàu ngầm khảo sát biển, đại dương

AUV thường được sử dụng cho những nhiệm vụ khảo sát ngầm dưới nước và giám sát đáy biển bằng những cảm biến thu thập hình ảnh và thông tin chi tiết dưới ngầm và đáy biển.

Các trạm nổi thu thập thông tin trên mặt biển là phương tiện - đối tác cần thiết của AUV để có được vị trí chính xác và dữ liệu thời gian thực do nước biển làm suy yếu tín hiệu sóng vô tuyến truyền đi. Nhưng các trạm nổi thường có cơ động chậm và bị trôi dạt theo hải lưu và sóng biển, gây khó khăn cho việc khảo sát và thu thập thông tin.

Các nhà khoa học Nhật Bản đã phát triển một phương pháp đầy hứa hẹn để tối ưu hóa giao tiếp dưới nước này. Nhóm nghiên cứu từ Viện Khoa học Công nghiệp Đại học Tokyo trong một công trình khoa học, được công bố trên Tạp chí Viễn thám đã chứng minh được, các máy bay không người lái (UAV), có thể là phương tiện liên lạc hiệu quả với những thiết bị robot tàu ngầm (AUV) ) khảo sát đại dương.

Tác giả chính nghiên cứu Yusuke Yokota giải thích: “Do các phương tiện mặt biển không thể đạt được khả năng có tốc độ cao trong khảo sát hiệu quả, nhóm đã thử nghiệm, liệu UAV có thể được sử dụng như một trạm cơ sở để liên lạc dưới nước với AUV hay không. UAV có thể di chuyển với tốc độ 50 km/h trở lên và không bị ảnh hưởng bởi các dòng hải lưu hoặc các nhiễu động khác, trở thành ứng viên lý tưởng cho ứng dụng này”.

Hiện thực hóa ý tưởng này, các nhà khoa học Nhật Bản tiến hành thí nghiệm khả năng UAV hạ cánh trên mặt biển, trôi dạt như một chiếc phao để thu nhận thông tin và cất cánh để trở về căn cứ.

Máy bay không người lái (UAV) và sơ đồ các thử nghiệm sử dụng UAV thu thập dữ liệu từ AUV

Nhóm nghiên cứu thử nghiệm giao tiếp dưới nước, sử dụng hai UAV (một UAV mô phỏng AUV) nhằm xác định khoảng cách ổn định giữa các thiết bị bay lơ lửng và dưới nước.

Thiết bị thu phát tín hiệu thủy âm treo dưới UAV

Cuối cùng, nhóm nghiên cứu khả năng chịu đựng sự lắc lư trên biển của một UAV được sử dụng làm phao.

Thử nghiệm khả năng hạ cánh, nổi trên mặt nước biển và cất cánh từ mặt nước của UAV

Theo Takumi Matsuda, tác giả thứ hai của nghiên cứu, kết quả rất ấn tượng. Ứng dụng UAV làm giảm chi phí của nhiều hoạt động quan sát đại dương. Ngoài sự ổn định về khoảng cách giữa các thiết bị bay lơ lửng và dưới nước, UAV còn hoạt động như một phao đo với tốc độ gió đến 5–10 m/s và độ cao sóng ~ 1 m.

Kết quả thử nghiệm cho thấy, nhờ khả năng bay lơ lửng có điều khiển, tính ổn định chống lại sự dao động của sóng trên mặt biển và tốc độ hoạt động, UAV có thể là một thiết bị giao tiếp phù hợp với AUV, cung cấp hiệu suất liên lạc cao trong những hoạt động khảo sát đại dương trên khoảng cách gần 1 km từ bờ biển.

Những kết quả ban đầu này là cơ sở căn bản cho những nghiên cứu thử nghiệm sâu rộng hơn để có thể ứng dụng rộng rãi hệ thống UAV – AUV trong các hoạt động do thám, giám sát và khảo sát đại dương trên khoảng cách xa và độ sâu cần thiết.